コ・パッケージ光学系への移行における進歩の年表

プラガブル光学系の早期採用

Co-Packaged Optics (CPO)への道のりは、低速アプリケーション用のプラガブル光トランシーバの普及から始まった。2000年代初頭、小型フォームファクタ・プラガブル（SFP）およびSFP+トランシーバは、1Gおよび10Gイーサネット・アプリケーションを可能にし、ネットワーク・インフラストラクチャにモジュラー・アプローチを提供しました。これらのプラガブルオプティクスは、導入の容易さ、アップグレードのしやすさ、さまざまなネットワーク機器との互換性により、データセンターや通信ネットワークに理想的でした。

帯域幅の要求が高まるにつれ、XFP や QSFP（Quad Small Form-factor Pluggable）などの高速プラガブル光学部品が 40G や初期の 100G アプリケーションの標準となった。これらの初期のソリューションは柔軟性と拡張性を提供したが、速度が上がり続けるにつれて消費電力とシグナルインテグリティの問題に制約された。

 

より広帯域のトランシーバーの出現

クラウド・コンピューティング、人工知能（AI）、高性能コンピューティング（HPC）の爆発的な普及に伴い、業界はより広帯域幅のニーズに対応するため、新しいトランシーバー・フォーム・ファクターを導入した。主な進歩には以下が含まれる：

• QSFP+ (Quad Small Form-factor Pluggable Plus) - 40Gイーサネット・アプリケーション向けに導入され、スイッチのポート密度を高めることができる。
• CFP4（Cフォームファクタ・プラガブル4） - 100Gネットワーク向けに設計され、従来のCFPモジュールと比較して、効率の向上と小型化を実現。
• QSFP-DD (Quad Small Form-factor Pluggable Double Density) - 400Gおよび後の800Gアプリケーションをサポートするこのフォーム・ファクターは、レーン密度を高め、より高いデータ・スループットを可能にした。
• OSFP（オクタル・スモール・フォームファクタ・プラガブル） - 400G以上向けに開発され、より優れた熱管理と電力効率を提供する。
• OSFP-XD（OSFP拡張密度） - データセンター・アプリケーションの帯域幅機能をさらに拡張するように設計されています。
• QSFP-DD800 - ハイパースケールデータセンターやAI主導型ワークロード向けの800Gイーサネットをサポートする、プラガブルオプティクスの次の進化。

これらの進歩により、プラガブルオプティクスは需要に追いつくことができるようになったが、消費電力と熱の制約が高速化における課題となった。

オンボードオプティクスの浸透

光接続を処理装置に近づけ、電気的損失を減らすため、業界はオンボード・オプティクス（OBO）ソリューションを採用した。これには、トランシーバを機器の端ではなく、スイッチやサーバーのマザーボード上に直接配置するミッドボード・オプティクスが含まれる。

オンボード・オプティクスは、電気経路を短縮することでシグナル・インテグリティを改善し、消費電力を削減するのに役立った。しかし、このアプローチは依然として従来のプラガブル・トランシーバーに依存しており、デバイス内で複雑なファイバー・ルーティングを必要とするため、拡張性と製造の複雑さに限界がありました。

 

CPO（コ・パッケージド・オプティクス）への移行

エネルギー効率と帯域幅のスケーラビリティに対する要求の高まりから、CPO（Co-Packaged Optics）への移行が進んだ。電力や熱の制約により不安定になる従来のプラグケーブルとは異なり、CPOは光トランシーバをスイッチやコンピュートASICに直接統合するため、長くてハイパワーな電気トレースが不要になります。

高速電気相互接続を排除することで、CPOはビットあたりのエネルギー消費を大幅に削減する。プラガブル・トランシーバーは、高いデータレートでモジュール当たり約7Wで動作するのに対し、CPOはモジュール当たり約3Wで同等以上の性能を達成できる。消費電力の低減に加え、ASICの周囲に光コンポーネントを配置することで熱管理が向上し、放熱が最適化され、システム全体の効率が向上します。

データレートが1.6Tbpsやそれ以上に拡大するにつれて、ASICSと光学部品の直接統合によるシグナルインテグリティの向上とレーン密度の向上は、ハイパースケールデータセンター、人工知能（AI）、高性能コンピューティング（HPC）にとって不可欠なものとなります。これらの利点により、CPOは電力効率と帯域幅の拡張性が重要な次世代高速ネットワーキング環境にとって理想的なソリューションとなります。

 

CPOへの移行を可能にするSENKOの役割

センコーアドバンストコンポーネンツは、ファイバーの管理、密度、信頼性といった課題を解決する革新的な光接続ソリューションを開発することで、Co-Packaged Opticsへの移行を推進する上で極めて重要な役割を果たしてきました。

センコーは、IEEE、IEC、TIAなどの各種市場標準化団体や、QSFP-DD、OSFP MSAなどのコンソーシアムに参加し、市場動向の把握と貢献に努めています。また、Optical Interworking Forum (OIF)やIOWN Global Forumなど、世界的に認知されたフォーラムへの参加を通じて、業界の主要メンバーの教育にも貢献しています。

SENKOは、このような業界とのコラボレーションを通じて、ファイバーコネクターの高密度化への足がかりとして、CS、SN、SN-MTコネクターなど、世界初のVSFF（Very Small Form Factor）コネクターのパイオニアとなりました。さらに、ファイバーをチップに近づけるメタリックPICコネクター（MPC）、レーザー光源を外付けできるELSFPホストコネクターやモジュールコネクターなどの開発を進め、CPOアーキテクチャーの熱性能と長期信頼性を大幅に向上させました。

コ・パッケージド・オプティクスが勢いを増す中、SENKOはイノベーションの最前線に立ち続け、高効率でスケーラブルなネットワーク・アーキテクチャへの移行を可能にする、必要不可欠な光接続ソリューションを提供しています。

結論

初期のプラガブル・オプティクスからコ・パッケージド・オプティクスへの移行は、光ネットワーキングにおける重要な進化を意味する。データレートが急増し続ける中、従来のトランシーバアーキテクチャは、電力効率と性能においてますます大きな限界に直面している。CPOは有望なソリューションを提供し、将来のネットワーキング・アプリケーションにかつてない帯域幅とエネルギー効率をもたらします。SENKOのような企業が光インターコネクトのイノベーションをリードすることで、業界は次世代の高速コネクティビティを受け入れる態勢が整っています。